专利名称：智能计费电度表的制作方法
技术领域：
本发明涉及电度表领域，是一种智能计费电度表。
目前，我国工业和民用电度表均为机械感应式电度表，只具备单一的功能，即将用户使用的电能记录下来。这类电度表存在以下缺点1、电度表精度低、误差大、易偷电。
2、人工抄表计费，费工、费时、抄算时常有误。
3、最不合理的是用户“先用电，后缴费。”供电单位为用户垫付电费，而且还要为收取电费派人四处抄表讨债。
4、现行的电度表抄表收费不能提示用户节电意识，也不利于供电单位的宏观控制。
本发明的目的是提供一种采用微电子技术，有效地克服了上述缺点的智能计费电度表。
本发明的目的是这样实现的一种智能计费民度表，其特征在于它由电压，电流取样电路对电力线进行电压、电流取样，经过零检测和模数转换电路单元，转换成数据信号，送入8031CPU运算处理单元中，经8031CPU计算wh＝KIVCOSφ送到显示单元进行显示，由外部计费卡送来的数据信号经数据输入单元送入CPU，进行新的电费总值的设定，当用户所交电费用完后，由控制单元自动切断电源，停止对用户供电，断电保护单元保证当停电时，处理和数据不丢失，其中的0831CPU的软件系统由2716×2与74LS373组成的单片机存储单元提供，芯片ADC0809组成电压，电流过零检测和模数转换电路，显示单元由8155芯片与7407加液晶显示组成，外部数据输入单元和内部断电保护存储器分别由2个C850静态存贮器、小型钮扣电池和CC4024芯片组成，且2个C850芯片为内部电路一块，外插一块，控制单元由SN75452芯片及可控硅D组成。外部数据输入单元中的外插C850静态存贮器和小型钮扣电池构成了一块与供电单位联系的电费计费卡。
本发明采用微电子技术，有效地克服了现有电度表的缺点，具有功耗低，显示直观、精度高的特点，且其显示电路；使得用电者时时都知道其用电量，并能提高人们的节电观念，当人们快用完所缴费的电时，本发明提醒用电者去缴付费，否则，当所买的电费用完即自动停电。
以下结合附图对本发明作进一步说明附
图1为本发明的原理框图。
附图2为电压过零检测原理框图。
附图3为电压过零检测原理周期与采样图。
附图4为功率因素检测原理框图。
附图5为功率因素正弦波图。
附图6为采集电路图。
附图7为显示单元电路图。
附图8为断电保护存储电路图。
附图9为控制单元电路图。
电压与电流的测量方法雷同，图2，3中为以电压测量为例。见图2，3工频正弦电压信号公经电压过零检测电路转换为过零负脉冲信号，电压信号经A／D转换后输入CPU，当Vi第一次由负至正过零时，在Du端CPU查询到负脉冲信号，通过内部软件开启计算器，同时CPU不停地查询Du端是否出现第二个负脉冲，如发现Dv为低电平；单片机迅速关闭计算器，并开始T／4定时(T为计数值)，当定时器完成T／4的定时，立即开启A／D转换器，单片机能准确地采集到电压的峰值Vm。
见图4，5，工频正弦电压信号Vi和电流信号I，通过过零检测电路得到过零负脉冲信号Du和Di，它分别送到单片机的Dv和DI端。Dv为低电平时开启计数器，Di为低电平时关闭计数器，由此可得计数值Tφ，通过查表的方法，就能得到相应的功率因素COSφ。
见图1、2、3、4、5，将测得的V、I和1034，可利用单片机的运算功能，方便地算出有功功率P＝VICOSφ，无功功率Q＝VISinφ、用电量wh正比于有功功率P即wh＝RP，R为电度换算系数。
见图6、7、8、9，本发明用微处理机8031做为运算处理单元，见图6、它为由2个2761与74LS373组成的单片机存储单元芯片ADC0809组成电量的采集电路(即为图1中的过零检测A／D数据锁存单元)，其中8031的P20－P2.7端分别接2个2716的A8－A15端，P00～Pa7端分别接74LS373的I0～I7以及ADC0809的D0～D7端和2个D0～D7端，P5.3端通过门电路接CADC0809的EOC端，WD和P2、3端经门电路接ACD0809的ALE端，EARD和P2、3端经门电路接ACD0809的OE端，ADC0809的ABC端接2个2716的A0、A1、A2端，见图7它为显示单元电路，它由8155的D0－D7端，P2.7端经门电路接8155的CE片与7407加液晶显示组成，其中8031的AOE端接8155的ALE端，P0.0－P0.7端接8155端，P2.6端接8155的10／M端WR、RD端分别接8155的WR、RD端，8155的PAO－PA4分别经一门电路接7407的每一不同位端，8155的PB0－PB7分别接入7407的a、b、c、d、e、f、g、h端，见图8，它为外部数据输入单元和相对应的内部断电保护存储器，且外部数据输入单元由两个C850和小型钮扣电池构成，内部数据断电保护存储器由CC4024构成，两片C8050为内部电路一块，外插计费卡一块，另有电源部分为整机提供＋5V和＋24V直流工作电源，其中8031的P30.P31端接C850×2的D0、D1端，P3、2端经门电路接C850×2的A0－A5端。PSEN接C850×2的CE0、CE1、CE2端，RD接CC4024的CP端，CC402的Q0－Q5端分别接入C850×2的A0－A5端，Q6接地，C850×2分别接有直流电源VDD，见图9、它为控制单元。它由SN7542芯片及可控硅D组成，当用户所交电费完后，由CPU发出信号到SN75452芯片；再驱动可控硅来切断电力线停止对用户供电，当用户重新交费后，将计费卡接入电表，由CPU和SN75452打开可控硅，重新对用户供电。其中8031的P1、7端接SN75452的1、2端，SN75452的3端接入可控硅中，SN75452的4端接地，SN75452的8端接＋5V电源。
电费卡是由C850静态存贮器与小型钮扣电池组成，它能存贮用户电表编号，所交电数目等，只有当其插入电表时，电数才能被电表所接入，电费卡内电费数的设置是根据用户在收费站所交金额由管理主机所决定的。
权利要求1.一种智能计费电度表，其特征在于它由电压，电流取样电路对电力线进行电压、电流取样，经过零检测和模数转换电路单元，转换成数据信号，送入8031CPU运算处理单元中，经8031CPU计算wh=KIVCOSφ送到显示单元进行显示，由外部计费卡送来的数据信号经数据输入单元送入CPU，进行新的电费总值的设定，当用户所交电费用完后，由控制单元自动切断电源，停止对用户供电，断电保护单元保证当停电时，处理数据不丢失，其中的0831CPU的软件系统由2716×2与74LS373组成的单片机存储单元提供，芯片ADC0809组成电压，电流过零检测和模数转换电路，显示单元由8155芯片与7407加液晶显示组成，外部数据输入单元和内部断电保护存储器分别由2个C850静态存贮器、小型钮扣电池和CC4024芯片组成，且2个C850芯片为内部电路一块，外插一块，控制单元由SN75452芯片及可控硅D组成。
2.根据权利要求1所述的智能计费电度表，其特征在于外部数据输入单元中的外插C850静态存贮器和小型钮扣电池构成了一块与供电单位联系的电费计费卡。
专利摘要本发明涉及电度表领域，是一种智能计费电度表，由电压、电流取样电路进行电力线取样，经过零检测和模数转换后送入8031CPU中，经CPU计算后送入显示单元。外部电费计费卡送入的数据信号经数据输入单元送入CPU进行新的电费值的设定，当购买的电费用完后，控制单元自动切断电源。外部数据输入单元和内部断电保护存储器分别由2个C850静态存贮器、小型钮扣电池和CC4024芯片组成。
文档编号G07F15/00GK2147592SQ9321619
公开日1993年11月24日 申请日期1993年6月19日 优先权日1993年6月19日
发明者杨梦麟 申请人:杨梦麟